package leetcode;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

/**
 * 105. 从前序与中序遍历序列构造二叉树
 * 给定两个整数数组 preorder 和 inorder ，其中 preorder 是二叉树的先序遍历， inorder 是同一棵树的中序遍历，请构造二叉树并返回其根节点。
 * <p>
 * <p>
 * <p>
 * 示例 1:
 * <p>
 * <p>
 * 输入: preorder = [3,9,20,15,7], inorder = [9,3,15,20,7]
 * 输出: [3,9,20,null,null,15,7]
 * 示例 2:
 * <p>
 * 输入: preorder = [-1], inorder = [-1]
 * 输出: [-1]
 */
public class MyBuildTree {

    private Map<Integer, Integer> indexMap;

    /**
     * 官方解法 递归
     *
     * @param preorder
     * @param inorder
     * @return
     */
    public TreeNode buildTree(int[] preorder, int[] inorder) {
        int n = preorder.length;
        // 构造哈希映射，帮助我们快速定位根节点
        indexMap = new HashMap<Integer, Integer>();
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            // key 为值 value 为坐标
            indexMap.put(inorder[i], i);
        }
        return myBuildTree(preorder, inorder, 0, n - 1, 0, n - 1);
    }

    public TreeNode myBuildTree(int[] preorder, int[] inorder, int preorder_left, int preorder_right, int inorder_left, int inorder_right) {
        if (preorder_left > preorder_right) {
            return null;
        }

        // 前序遍历中的第一个节点就是根节点
        int preorder_root_index = preorder_left;
        int rootval = preorder[preorder_root_index];

        // 先把根节点建立出来
        TreeNode root = new TreeNode(rootval);

        // 在中序遍历中定位根节点
        int inorder_root_index = indexMap.get(rootval);

        // 得到左子树中的节点数目
        int left_sub_size = inorder_root_index - inorder_left;
        // 递归地构造左子树，并连接到根节点
        // 先序遍历中「从 左边界+1 开始的 size_left_subtree」个元素就对应了中序遍历中「从 左边界 开始到 根节点定位-1」的元素
        root.left = myBuildTree(preorder, inorder, preorder_left + 1, preorder_left + left_sub_size, inorder_left, inorder_root_index - 1);
        // 递归地构造右子树，并连接到根节点
        // 先序遍历中「从 左边界+1+左子树节点数目 开始到 右边界」的元素就对应了中序遍历中「从 根节点定位+1 到 右边界」的元素
        root.right = myBuildTree(preorder, inorder, preorder_left + left_sub_size + 1, preorder_right, inorder_root_index + 1, inorder_right);
        return root;
    }


    /**
     * 非官方解法
     *
     * @param preorder
     * @param inorder
     * @return
     */
    public TreeNode buildTree2(int[] preorder, int[] inorder) {
        return buildTreeHelper(preorder, 0, preorder.length, inorder, 0, inorder.length);
    }

    private TreeNode buildTreeHelper(int[] preorder, int pre_left, int pre_right, int[] inorder, int in_left, int in_right) {
        // preorder 为空，直接返回 null
        if (pre_left == pre_right) {
            return null;
        }
        // 前序遍历首个，即根节点
        int pre_root_val = preorder[pre_left];
        TreeNode root = new TreeNode(pre_root_val);
        //在中序遍历中找到根节点的位置
        int in_root_index = 0;
        for (int i = in_left; i < in_right; i++) {
            if (pre_root_val == inorder[i]) {
                in_root_index = i;
                break;
            }
        }
        int leftSize = in_root_index - in_left;
        //递归的构造左子树
        root.left = buildTreeHelper(preorder, pre_left + 1, pre_left + leftSize + 1, inorder, in_left, in_root_index);
        //递归的构造右子树
        root.right = buildTreeHelper(preorder, pre_left + leftSize + 1, pre_right, inorder, in_root_index + 1, in_right);
        return root;
    }
}
